HOEVEEL PLANETEN ZIJN ER IN DE MELKWEG?

Send

Op een heldere nacht, en wanneer lichtvervuiling geen serieuze factor is, is omhoog kijken naar de lucht een adembenemende ervaring. Bij zulke gelegenheden is het gemakkelijk om overweldigd te worden door het enorme aantal sterren dat er is. Maar wat we natuurlijk op een bepaalde nacht kunnen zien, is slechts een fractie van het aantal sterren dat daadwerkelijk in onze Melkweg bestaat.

Wat nog verbazingwekkender is, is het idee dat de meerderheid van deze sterren hun eigen planetenstelsel heeft. Astronomen waren al geruime tijd van mening dat dit het geval was en lopend onderzoek lijkt dit te bevestigen. En dit roept natuurlijk de vraag op, hoeveel planeten zijn er eigenlijk? Alleen al in ons sterrenstelsel moeten er zeker miljarden zijn!

Aantal planeten per ster:

Om die vraag echt te beantwoorden, moeten we wat cijfers doornemen en rekening houden met enkele aannames. Ten eerste, ondanks de ontdekking van duizenden extra-zonneplaneten, is het zonnestelsel nog steeds het enige dat we diepgaand hebben bestudeerd. Het kan dus zijn dat de onze meer stersystemen heeft dan andere, of dat onze zon een fractie heeft van de planeten die andere sterren hebben.

Laten we dus aannemen dat de acht planeten binnen ons zonnestelsel (zonder rekening te houden met dwergplaneten, centauren, KBO's en andere grotere lichamen) een gemiddelde vertegenwoordigen. De volgende stap is om dat aantal te vermenigvuldigen met het aantal sterren in de Melkweg.

Aantal sterren:

Voor alle duidelijkheid: het werkelijke aantal sterren in de Melkweg is onderwerp van discussie. In wezen zijn astronomen gedwongen schattingen te maken omdat we de Melkweg niet van buitenaf kunnen bekijken. En aangezien de Melkweg de vorm heeft van een gestreepte, spiraalvormige schijf, is het voor ons moeilijk om van de ene naar de andere kant te kijken - dankzij lichtinterferentie van de vele sterren.

Het resultaat is dat schattingen van hoeveel sterren er zijn, neerkomen op berekeningen van de massa van ons sterrenstelsel en schattingen van hoeveel van die massa uit sterren bestaat. Op basis van deze berekeningen schatten wetenschappers dat de Melkweg tussen de 100 en 400 miljard sterren bevat (hoewel sommigen denken dat er wel een biljoen kunnen zijn).

Als we de wiskunde berekenen, kunnen we zeggen dat de Melkweg - gemiddeld - tussen de 800 miljard en 3,2 biljoen planeten heeft, met sommige schattingen die dat aantal op 8 biljoen zetten! Om te bepalen hoeveel van hen bewoonbaar zijn, moeten we echter het aantal exoplaneten dat tot nu toe is ontdekt, beschouwen omwille van een monsteranalyse.

Bewoonbare exoplaneten:

Op 13 oktober 2016 hebben astronomen de aanwezigheid bevestigd van 3.397 exoplaneten uit een lijst van 4.696 potentiële kandidaten (die werden ontdekt tussen 2009 en 2015). Sommige van deze planeten zijn rechtstreeks waargenomen, in een proces dat bekend staat als directe beeldvorming. De overgrote meerderheid is echter indirect gedetecteerd met behulp van de radiale snelheid of doorvoermethode.

In het eerste geval wordt het bestaan van planeten afgeleid op basis van de zwaartekrachtsinvloed die ze hebben op hun moederster. In wezen meten astronomen hoeveel de ster heen en weer beweegt om te bepalen of deze een planetenstelsel heeft en hoe massief ze zijn. In het geval van de transitmethode worden planeten gedetecteerd wanneer ze direct voor hun ster passeren, waardoor ze dimmen. Hier worden grootte en massa geschat op basis van het dimniveau.

Tijdens haar missie heeft de Kepler-missie ongeveer 150.000 sterren waargenomen, die tijdens de eerste vierjarige missie voornamelijk uit M-klasse sterren bestonden. Deze sterren met een lage massa en een lagere helderheid zijn ook bekend als rode dwergen en zijn moeilijker te observeren dan onze eigen zon.

Sinds die tijd is Kepler een nieuwe fase ingegaan, ook wel bekend als de K2-missie. Tijdens deze fase, die in november 2013 begon, verlegde Kepler zijn focus om meer te observeren op het gebied van K- en G-klasse sterren - die bijna net zo helder en heet zijn als onze zon.

Volgens een recent onderzoek van NASA Ames Research Center ontdekte Kepler dat ongeveer 24% van de M-klasse sterren mogelijk bewoonbare planeten ter grootte van de aarde herbergt (d.w.z. die kleiner zijn dan 1,6 keer de straal van de aarde). Op basis van het aantal M-klasse sterren in de melkweg vertegenwoordigt dat alleen al ongeveer 10 miljard potentieel bewoonbare, aardachtige werelden.

Ondertussen suggereren analyses van de K2-fase dat ongeveer een kwart van de grotere onderzochte sterren ook een planeet ter grootte van de aarde in hun bewoonbare zones zou kunnen hebben. Alles bij elkaar vormen de door Kepler waargenomen sterren ongeveer 70% van die in de Melkweg. Men kan dus inschatten dat er alleen al in ons melkwegstelsel tientallen miljarden potentieel bewoonbare planeten zijn.

De komende jaren worden nieuwe missies gelanceerd, zoals de James Webb Space Telescope (JWST) en de Transitting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Deze missies kunnen kleinere planeten in een baan om zwakkere sterren detecteren en misschien zelfs bepalen of er leven op een van hen is.

Zodra deze nieuwe missies van start gaan, hebben we betere schattingen van de grootte en het aantal planeten die rond een typische ster draaien, en kunnen we betere schattingen maken van slechts veel planeten in de melkweg. Maar tot die tijd zijn de cijfers nog steeds bemoedigend, omdat ze aangeven dat de kans op buitenaardse intelligentie groot is!

Voor Space Magazine hebben we veel artikelen over sterrenstelsels geschreven. Hier is hoeveel sterren zijn er in de Melkweg?, Hoeveel planeten zijn er in het zonnestelsel ?, Wat zijn extra-zonneplaneten ?, Planeten overvloedig rond overvloedige rode dwergsterren, studie zegt, leven na Kepler: aanstaande exoplanet-missies.

Als je meer informatie wilt over sterrenstelsels, bekijk dan Hubblesite's nieuwsberichten over sterrenstelsels en hier is NASA's wetenschapspagina over sterrenstelsels.

We hebben ook een aflevering van Astronomy Cast opgenomen over sterrenstelsels - Aflevering 97: Sterrenstelsels.

Bronnen: